一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法及设备，属于隧道工程的检测技术领域。所述检测方法包括：在盾构隧道施工过程中，通过管片上预留的注浆孔向盾构隧道壁后注入指示剂浆液；利用探地雷达检测指示剂浆液的流动位置、范围和深度，并以此判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果，利用探地雷达对同步注浆范围内的所有管片进行整体检测，对不满足盾构隧道壁后注浆加固效果的缺陷部位进行二次注浆。所述设备包括探地雷达以及支撑组件。本发明专利技术采用探地雷达对具有指示作用的指示剂浆液进行检测，以实时的、快速的获取清晰准确的注浆浆液的流动位置、范围和深度，为观察注浆加固效果以及调整注浆参数提供了精准的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法及设备
本专利技术属于隧道工程的检测
，更具体地，涉及一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法及设备。
技术介绍
受地面空间和城市设计规划的限制，地下轨道交通建设应运而生。盾构法施工隧道以其施工扰动小、适应软弱地质、掘进速度快等优点在城市地下轨道交通建设中得到越来越为广泛的应用。由于施工工艺的限制，盾构隧道掘进施工会引起地层扰动，隧道管片与围岩之间出现间隙，隧道壁后附近围岩应力重分布，如果不及时处理，会导致地层损失、地表沉降等一系列危害。为减少以上危害的发生和发展，实际工程中会在盾构隧道施工过程进行加固和维护，以保障隧道的施工安全。常规的盾构隧道加固方法主要是注浆，有地面打孔注浆加固和隧道内深孔注浆加固等。然而对于实际密闭型盾构而言，采用注浆加固方法，首先注浆浆液是否充填到所需的缺陷位置无法做到有效观察；其次，不同围岩情况所需的浆液量不同，若注浆量超过所需量，则会导致挤压周围岩土体，衍生一系列工程安全隐患，也会带来不必要的浪费，若注浆量太少，则充填不密实，会影响注浆加固效果。然而如何确定注浆量目前也没有有效的方法，工程上主要还是依靠同类工程经验，类似检测结果也无法为注浆量的确定提供足够的依据和数据支撑；最后，由于浆液的流动性和速干性，常规方法是通过注浆压力的变化来评价注浆效果，其准确度难以保证。由此可见，注浆加固效果目前仍没有好的检测方法和评价标准，因此，建立合理的注浆检测方法与评价体系，实时掌握注浆充填位置和充填量对盾构隧道注浆加固效果具有非常重要的意义。>
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法及设备，其在盾构隧道施工过程中，利用探地雷达在注浆孔周围对指示剂浆液的分布情况进行同步检测根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果，并实时调整指示剂浆液的注浆参数继续注浆，以满足注浆加固效果。本专利技术中通过对具有指示作用的指示剂浆液进行检测，以实时的、快速的获取清晰准确的注浆浆液的流动位置、范围和深度，从而可实时掌握注浆充填位置和充填量，进而为观察注浆加固效果以及调整注浆参数提供了精准的依据。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，包括如下步骤：S1在盾构隧道施工过程中，通过管片上预留的注浆孔向盾构隧道壁后注入指示剂浆液；S2利用探地雷达检测指示剂浆液的流动位置、范围和深度；S3根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果，若满足注浆加固效果，则同步注浆完成，进入步骤S4，否则根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度调整指示剂浆液的注浆参数，返回至步骤S1，直至满足注浆加固效果，同步注浆完成，进入步骤S4；S4利用探地雷达对同步注浆范围内的所有管片进行整体检测，并根据整体检测结果判断盾构隧道壁后注浆加固效果是否满足要求，若满足，则停止注浆，否则，对不满足盾构隧道壁后注浆加固效果的缺陷部位进行二次注浆，直至盾构隧道壁后注浆加固效果满足要求。作为进一步优选的，步骤S1还包括以下步骤：将浆液指示剂按预设比例混入浆液中搅拌均匀，配置得到具有指示作用的指示剂浆液。作为进一步优选的，所述浆液指示剂为金属物质，优选的，所述浆液指示剂为铁屑或铁粉。作为进一步优选的，步骤S2还包括以下步骤：S21利用探地雷达检测并采集指示剂浆液中浆液指示剂的流动位置和分布数据；S22根据指示剂浆液中浆液指示剂的流动位置和分布数据以获取指示剂浆液的流动位置、范围和深度。作为进一步优选的，步骤S21还包括以下步骤：S211利用探地雷达检测并采集Ti时刻以及Ti+1时刻指示剂浆液中浆液指示剂的反射信号，其中，i≥0；S212根据Ti时刻以及Ti+1时刻指示剂浆液中浆液指示剂的反射信号，获取Ti时刻以及Ti+1时刻指示剂浆液中浆液指示剂的分布图像；S213将Ti时刻以及Ti+1时刻指示剂浆液中浆液指示剂的分布图像进行对比，以获取指示剂浆液中浆液指示剂的流动位置和分布数据。作为进一步优选的，步骤S212中指示剂浆液中浆液指示剂的分布图像的获取步骤如下：首先，将指示剂浆液中浆液指示剂的反射信号转换为具有多个离散点的采样图；然后，对采样图的图像全局轮廓特征进行提取，以获取指示剂浆液中浆液指示剂的分布图像。作为进一步优选的，步骤S4中，对不满足盾构隧道壁后注浆加固效果的缺陷部位进行二次注浆具体包括以下步骤：S41根据整体检测结果对缺陷部位进行定位，并确定缺陷部位的位置；S42根据缺陷部位的位置向缺陷部位注入指示剂浆液，并执行步骤S2和步骤S3，直至盾构隧道壁后注浆加固效果满足要求。按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种用于上述检测方法的设备，包括探地雷达以及支撑组件；所述探地雷达用于在通过管片上的预留注浆孔向盾构隧道壁后注入指示剂浆液时，检测指示剂浆液的流动位置、范围和深度，并根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果；所述支撑组件用于支撑所述探地雷达，并提供探地雷达检测过程中的运动动力。作为进一步优选的，所述探地雷达包括主机、发射机、发射天线、接收机以及接收天线，其中，所述主机用于向发射机和接收机发送控制命令，发射机根据主机命令向地下发射电磁波，接收机根据控制命令开始数据采集，并将接受到的指示剂的反射信号转换成数字信号传输至主机，所述主机根据该数字信号构建指示剂浆液中浆液指示剂的分布图像，从而获取指示剂浆液的流动位置、范围和深度，并根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术的检测方法利用探地雷达实时检测盾构隧道施工过程中，指示剂浆液的流动位置、范围和深度，并根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果，并实时调整指示剂浆液的注浆参数，从而可实时掌握注浆充填位置和充填量，进而为观察注浆加固效果以及调整注浆参数提供了精准的依据。本专利技术方法通过直接检测具有指示作用的指示剂浆液的流动位置、范围和深度，从而可实时掌握注浆充填位置和充填量，进而为观察注浆加固效果以及调整注浆参数提供了精准的依据，避免注浆过程中注浆压力发生变化而带来的误差。(2)本专利技术的检测方法将浆液指示剂按预设比例混入浆液中搅拌均匀，配置得到具有指示作用的指示剂浆液，其中，所述浆液指示剂为金属物质，优选的，所述浆液指示剂为铁屑或铁粉，该指示剂具有导电性能好，对电磁波有强烈的反射作用，从而在注浆过程中，可通过直接检测指示剂的流动情况和分布范围来获取指示剂浆液的流动位置、范围和深度，从而可实时掌握注浆充填位置和充填量，进而为观察注浆加固效果以及调整注浆参数提供了精准的依据。且该指示剂具有成本低，易获取，对浆液的力学性质与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1在盾构隧道施工过程中，通过管片上预留的注浆孔向盾构隧道壁后注入指示剂浆液；/nS2利用探地雷达检测指示剂浆液的流动位置、范围和深度；/nS3根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果，若满足注浆加固效果，则同步注浆完成，进入步骤S4，否则根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度调整指示剂浆液的注浆参数，返回至步骤S1，直至满足注浆加固效果，同步注浆完成，进入步骤S4；/nS4利用探地雷达对同步注浆范围内的所有管片进行整体检测，并根据整体检测结果判断盾构隧道壁后注浆加固效果是否满足要求，若满足，则停止注浆，否则，对不满足盾构隧道壁后注浆加固效果的缺陷部位进行二次注浆，直至盾构隧道壁后注浆加固效果满足要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1在盾构隧道施工过程中，通过管片上预留的注浆孔向盾构隧道壁后注入指示剂浆液；
S2利用探地雷达检测指示剂浆液的流动位置、范围和深度；
S3根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度，判断盾构隧道壁后缺陷位置的注浆加固效果，若满足注浆加固效果，则同步注浆完成，进入步骤S4，否则根据指示剂浆液的流动位置、范围和深度调整指示剂浆液的注浆参数，返回至步骤S1，直至满足注浆加固效果，同步注浆完成，进入步骤S4；
S4利用探地雷达对同步注浆范围内的所有管片进行整体检测，并根据整体检测结果判断盾构隧道壁后注浆加固效果是否满足要求，若满足，则停止注浆，否则，对不满足盾构隧道壁后注浆加固效果的缺陷部位进行二次注浆，直至盾构隧道壁后注浆加固效果满足要求。


2.如权利要求1所述的一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，步骤S1还包括以下步骤：
将浆液指示剂按预设比例混入浆液中搅拌均匀，配置得到具有指示作用的指示剂浆液。


3.如权利要求1所述的一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，所述浆液指示剂为金属物质。


4.如权利要求3所述的一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，所述浆液指示剂为铁屑或铁粉。


5.如权利要求1所述的一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，步骤S2还包括以下步骤：
S21利用探地雷达检测并采集指示剂浆液中浆液指示剂的流动位置和分布数据；
S22根据指示剂浆液中浆液指示剂的流动位置和分布数据以获取指示剂浆液的流动位置、范围和深度。


6.如权利要求5所述的一种盾构隧道壁后注浆加固效果检测方法，其特征在于，步骤S21还包括以下步骤：
S211利用探地雷达检测并采集Ti时刻以及Ti+1时刻指示剂浆液中浆液指示剂的反射信号，其中，i≥0；
S212根据Ti时刻以及Ti+1时刻指示剂浆液中浆液指示剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泽奇，冯韬，李红霞，陈国良，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42